語音視訊培訓(xùn)教材__SIP協(xié)議

1、SIP協(xié)議培訓(xùn)提綱提綱 協(xié)議架構(gòu)協(xié)議架構(gòu) 典型邏輯部件 請求和應(yīng)答消息 基本呼叫流程 業(yè)務(wù)流程 協(xié)議設(shè)計特點什么是什么是SIP?SIP?“”SIP（Session Initiation Protocol）An application layer signaling protocol that defines initiation, modification and termination of interactive, multimedia communication sessions between users.會話初始協(xié)議，由IETF制定，是一個基于文本的應(yīng)用層控制協(xié)議，獨立于底層傳輸協(xié)議

2、TCP/UDP/SCTP，用于建立、修改和終止IP網(wǎng)上的雙方或多方多媒體會話。 IETF RFC 3261 SIP 1999年，IETF 發(fā)布了第一個 SIP 規(guī)范，即 RFC 2543。2001 年，發(fā)布了 SIP 規(guī)范 RFC 3261。標(biāo)志著 SIP 的基礎(chǔ)已經(jīng)確立。2001年至今，RFC 增補版本，充實了安全性和身份驗證等領(lǐng)域的內(nèi)容。RFC 3262 對臨時響應(yīng)的可靠性作了規(guī)定；RFC 3263 確立了 SIP 代理服務(wù)器的定位規(guī)則；RFC 3264 提供了提議/應(yīng)答模型；RFC 3265 確定了具體的事件通知。SIPSIP應(yīng)用應(yīng)用 Voice Video Chat interacti

3、ve games SIPSIP控制模式控制模式SIP采用Client/Server結(jié)構(gòu)的消息機(jī)制，對呼叫的控制是將控制信息封裝到消息的頭域中，通過消息的傳遞來實現(xiàn)。因此SIP系統(tǒng)的終端就比較智能化，它不只提供數(shù)據(jù)，還提供呼叫控制信息。其他各種服務(wù)器則用來進(jìn)行定位、轉(zhuǎn)發(fā)或接受消息。這樣，SIP將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的復(fù)雜性推向了網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備，因此更適于構(gòu)建智能型的用戶終端。SIP系統(tǒng)體現(xiàn)的是一種分布式的控制模式。SIPSIP協(xié)議體系協(xié)議體系其它協(xié)議其它協(xié)議Q.931、H.245SIP協(xié)議體系以模塊的形式包括呼叫信令、注冊信令和重定向信令三部分。通過其他相關(guān)或獨立的協(xié)議體系提供其他相關(guān)或獨立的功能和業(yè)務(wù)。呼叫

4、信令呼叫信令注冊信令注冊信令重定向信令重定向信令SIP協(xié)議協(xié)議Redirect Server重定向服務(wù)器重定向服務(wù)器SIP SIP 分布式架構(gòu)分布式架構(gòu)Location Server定位服務(wù)器定位服務(wù)器Registrar Server注冊服務(wù)器注冊服務(wù)器User Agent用戶代理用戶代理Proxy Server代理服務(wù)器代理服務(wù)器Gateway網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)SIP 部件部件Proxy Server代理服務(wù)器代理服務(wù)器SIP SIP 分布式架構(gòu)分布式架構(gòu) 說明說明用戶代理（用戶代理（User Agent）代表的就是各種終端設(shè)備（如：SIP電話機(jī)）。用戶代理首先發(fā)起SIP通訊請求，隨后進(jìn)行媒體數(shù)據(jù)的發(fā)

5、送和接收。注冊服務(wù)器（注冊服務(wù)器（Registrar Server）在接收到用戶代理的注冊請求后，在定位服務(wù)器（Location Service）或其它數(shù)據(jù)庫中對用戶代理信息進(jìn)行更新。代理服務(wù)器（代理服務(wù)器（Proxy Server）在接收到用戶代理或其它代理的SIP請求后，對其進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。重定向服務(wù)器（重定向服務(wù)器（Redirect Server）在接收到用戶代理或其它代理的請求后，發(fā)回重定向應(yīng)答，指示出重新發(fā)送請求的方向。定位服務(wù)器（定位服務(wù)器（Location Server）SIP重定向服務(wù)器或者代理服務(wù)器，通過定位服務(wù)器，獲取被叫的可能的位置信息。提綱提綱 協(xié)議架構(gòu)協(xié)議架構(gòu) 典型邏輯部件

6、典型邏輯部件 請求和應(yīng)答消息 基本呼叫流程 業(yè)務(wù)流程 協(xié)議設(shè)計特點用戶代理用戶代理 用戶代理，可發(fā)起呼叫、接收呼叫和終止呼叫用戶代理，可發(fā)起呼叫、接收呼叫和終止呼叫用戶代理客戶端，能發(fā)起呼叫用戶代理服務(wù)端，能接收呼叫二者都能終止呼叫用戶代理（User Agent）代表的就是各種終端設(shè)備（如：SIP話機(jī)），負(fù)責(zé)發(fā)出呼叫、媒體流的編解碼 。注冊服務(wù)器注冊服務(wù)器注冊服務(wù)器（Registrar Server）在接收到用戶代理的注冊請求后，在定位服務(wù)器（Location Service）或其它數(shù)據(jù)庫中對用戶代理信息進(jìn)行更新。通常與Proxy或者Redirect Server共存，可以提供定位服務(wù)代理服務(wù)

7、器代理服務(wù)器代理服務(wù)器負(fù)責(zé)接受終端的呼叫請求消息，并根據(jù)重定向服務(wù)器給出的地址信息將呼叫請求消息轉(zhuǎn)發(fā)給下一個代理服務(wù)器，并一直送達(dá)最終的用戶終端。重定向服務(wù)器重定向服務(wù)器 接受一個接受一個SIP呼叫請求，返回零個或者多個新地址呼叫請求，返回零個或者多個新地址重定向服務(wù)器（Redirect Server）在接收到用戶代理或其它代理的請求后，發(fā)回重定向應(yīng)答，指示出重新發(fā)送請求的方向。定位服務(wù)器定位服務(wù)器注冊服務(wù)器（Registrar Server）在接收到用戶代理的注冊請求后，在定位服務(wù)器（Location Service）中對用戶代理信息進(jìn)行更新。 SIP重定向服務(wù)器或者代理服務(wù)器，通過定位服務(wù)

8、器，獲取被叫的可能的位置信息。提綱提綱 協(xié)議架構(gòu)協(xié)議架構(gòu) 典型邏輯部件典型邏輯部件 請求和應(yīng)答消息請求和應(yīng)答消息 基本呼叫流程 業(yè)務(wù)流程 協(xié)議設(shè)計特點IHLTotal LengthIdentificationFlagsFragment OffsetHeader ChecksumProtocolTime to LiveSource AddressDestination AddressPaddingOptionsVersion DSCP ECNIPv4頭，頭，20字節(jié)，二進(jìn)制字節(jié)，二進(jìn)制Source PortDestination PortChecksumLengthUDP頭，頭，8字節(jié)，二進(jìn)制字

9、節(jié)，二進(jìn)制(4層協(xié)議可以是層協(xié)議可以是TCP 或或 SCTP)SIP頭使用頭使用US-ASCII格式格式(variable in length per header/per message)SIP消息頭，文本格式，變長消息頭，文本格式，變長SIP消息有時有一個消息體消息有時有一個消息體- SIP消息頭指示消息體類型消息頭指示消息體類型 - 可能是文本，數(shù)據(jù)，音頻，視頻或者別的什么可能是文本，數(shù)據(jù)，音頻，視頻或者別的什么SIP消息體，變長，多種消息類消息體，變長，多種消息類型型SIPSIP消息格式消息格式SIPSIP消息頭消息頭例如：- SIP 消息頭消息頭-INVITE sip:5120192

10、.168.36.180 SIP/2.0Via: SIP/2.0/UDP 1:5060From: sip:51211To: Call-ID: c2943000-e0563-2a1ce-2e3239311CSeq: 100 INVITE Expires: 180User-Agent: huawei IP Phone/ Rev. 1/ SIP enabledAccept: application/sdpContact: sip:51211:5060Content-Type: application/sdpSIP

11、借用HTTP的語法和語義SIP 消息類似HTTP消息，包括消息格式、MIME支持。SIPSIP消息頭字段說明消息頭字段說明INVITE sip:231981:5060 SIP/2.0 方法名: 請求 URI行開始SIP/2.0 200 OK 狀態(tài)行，為初始應(yīng)答行Expires: SIP消息超時（秒）Via: 信令路徑上所有SIP設(shè)備列表Max-Forwards: 最大跳數(shù)To: SIP消息的目的地From: SIP消息的發(fā)源地，Call-ID: 全局唯一的呼叫標(biāo)識CSeq: 某個方法的消息序列號Contact: 指定直接到發(fā)源地的路由Content-Type: 包含消息體

12、描述Content-Length: 消息體長度（單位：字節(jié)）Refer-to: INVITE消息中帶的呼叫轉(zhuǎn)向URI地址Record-Route: 強(qiáng)制途經(jīng)的SIP代理服務(wù)器列表n消息體主要是對消息所要建立的會話的描述。典型的消息體為SDP格式。 會話描述協(xié)議(SDP,Session Description Protocol)規(guī)定了對描述會話的必要信息怎樣進(jìn)行編碼。SDP不包括任何傳輸機(jī)制，也不包含任何種類的協(xié)商參數(shù)。一個SDP描述僅僅是能夠被系統(tǒng)用于在一個多媒體會話中加入大量信息。 一個SDP描述含有會話級信息和媒體級信息。會話級信息應(yīng)用于整個會話。媒體級信息作用于特殊的媒體流。v=0v=0

13、o=Bob 2890844526 289084207 IN o=Bob 2890844526 289084207 IN IP4 29IP4 29s=SIP Seminars=SIP Seminarc=IN IP4 2/127c=IN IP4 2/127t=2873397496 2873404696t=2873397496 2873404696a=recvonlya=recvonlym=audio 49170 RTP/AVP 0m=audio 49170 RTP/AVP 0a=rtpmap:0 PCMU/8000a=

14、rtpmap:0 PCMU/8000m=video 51372 RTP/AVP 31m=video 51372 RTP/AVP 31a=rtpmap:31 H261/90000a=rtpmap:31 H261/90000SIPSIP消息體消息體Session Description Protocol (SDP) RFC2327Session Description Protocol (SDP) RFC2327 SDP協(xié)議用于多媒體連接 介紹了多媒體會話的參數(shù)集功能上類似H.245 由IETF MMUSIC WG開發(fā) 簡單靈活基于文本可擴(kuò)展 SIP Offer/Answer Model is R

15、FC 3264“Lines” below are in orderv = 協(xié)議版本o = 所有者/創(chuàng)建者 和會話標(biāo)識s = 會話名稱c = 連接信息k = 密鑰t = 指定會話活動時間m = 媒體描述和傳輸?shù)刂穉 = (0行或多行) 媒體media屬性行SIPSIP消息體字段說明消息體字段說明SIPSIP消息類型消息類型 方法方法 和和 應(yīng)答應(yīng)答SIP 方法: INVITE : 發(fā)起呼叫，邀請用戶加入會話。 ACK : 證實已收到對INVITE消息的最終應(yīng)答。 BYE : 終止一個呼叫。 CANCEL : 取消一個請求。 REGISTER : 注冊用戶代理。 OPTIONS : 查詢服務(wù)器能力

16、。 INFO : 攜帶帶外信息，如DTMF數(shù)字。SIP 應(yīng)答: 1xx : Informational Messages. 2xx : 成功應(yīng)答 3xx : 重定向應(yīng)答 4xx : 請求失敗應(yīng)答 5xx : 服務(wù)器失敗應(yīng)答 6xx : 全局失敗應(yīng)答SIP部件通信，通過交換部件通信，通過交換SIP消息消息:www.huawei-響應(yīng)(Response)消息的開始行Startline=response line響應(yīng)行(Response line)的固定格式:SIP-version SP Status-Code SP Reason-Phrase CRLF例子: SIP/2.0 100 Trying狀

17、態(tài)碼SIP協(xié)議的版本原因短語www.huawei-響應(yīng)消息狀態(tài)碼（1）Provisional 1xx100 Trying180 Ringing181 Call Is Being Forwarded182 Queued183 Session ProgressSuccessful 2xx200 OKRedirection 3xx300 Multiple Choices301 Moved Permanently302 Moved Temporarily305 Use Proxy380 Alternative Servicewww.huawei-響應(yīng)消息狀態(tài)碼（2）Request Failure 4x

18、x400 Bad Request401 Unauthorized402 Payment Required403 Forbidden404 Not Found405 Method Not Allowed406 Not Acceptable407 Proxy Authentication Required408 Request Timeout410 Gone413 Request Entity Too Large414 Request-URI Too Long415 Unsupported Media Type416 Unsupported URI Scheme420 Bad Extension4

19、21 Extension Required423 Interval Too Brief480 Temporarily Unavailable481 Call/Transaction Does Not Exist482 Loop Detected483 Too Many Hops484 Address Incomplete485 Ambiguous486 Busy Here487 Request Terminate488 Not Acceptable Here491 Request Pending493 Undecipherablewww.huawei-響應(yīng)消息狀態(tài)碼（3）Server Fail

20、ure 5xx500 Server Internal Error501 Not Implemented502 Bad Gateway503 Service Unavailable504 Server Time-out505 Version Not Supported513 Message Too LargeGlobal Failures 6xx600 Busy Everywhere603 Decline604 Does Not Exist Anywhere606 Not AcceptableSIPSIP消息中的常用信息消息中的常用信息 - SIP- SIP地址地址 Fully-Qualifie

21、d Domain Names sip: leon.huawei- SMTP風(fēng)格域名RFC 2368 sip: leonhuawei- E.164風(fēng)格域名RFC 2806 sip: ; user=phone user=phone表示這是一個網(wǎng)關(guān) (是出口IP網(wǎng)關(guān)的FQDN) 提綱提綱 協(xié)議架構(gòu)協(xié)議架構(gòu) 典型邏輯部件典型邏輯部件 請求和應(yīng)答消息請求和應(yīng)答消息 基本呼叫流程基本呼叫流程 業(yè)務(wù)流程 協(xié)議設(shè)計特點通信建立過程通信建立過程用用SIP來建立通訊通常需要有六個步驟來建立通訊通常需要有六個步驟:1. 登記, 發(fā)起和定位用戶.2. 進(jìn)行媒體協(xié)商 -通常采用SDP方式來攜帶媒體參數(shù).3. 由被叫方來

22、決定是否接納該呼叫.4. 呼叫媒體流建立并交互.5. 呼叫更改或處理如呼叫轉(zhuǎn)移.6. 呼叫終止.注冊注冊UA設(shè)備開機(jī)時都需要向服務(wù)器注冊當(dāng)SIP Client的地址發(fā)生改變時也需要重新注冊注冊信息必須定期刷新通常Register將注冊信息保存到Location Server中代理/ 注冊 服務(wù)器SIP IP 電話用戶定位/重定向 服務(wù)器REGISTERREGISTER200 OK200 OK無代理服務(wù)器時的呼叫流程無代理服務(wù)器時的呼叫流程假定假定UA1知道知道UA2的的IP地址地址信令層信令層負(fù)載層負(fù)載層100 Trying180 Ringing200 OKRTP RTCP媒體媒體(UDP)R

23、TCP RTP ACK只需要只需要3個報文就能建立握手：個報文就能建立握手：INVITE/200 OK/ACKInvite信令信令(UDP， TCP，SCTP， or TLS over TCP)UA 1UA 2SIP ProxyInviteInviteRinging (180)Ringing (180)OK (200)OK (200)ACK會話建立會話建立Trying (100)有代理服務(wù)器時的呼叫流程有代理服務(wù)器時的呼叫流程假定假定UA不知道對方的不知道對方的IP地址地址UA 1UA 2 消息狀態(tài)處理方式消息狀態(tài)處理方式事務(wù)狀態(tài)無關(guān)事務(wù)狀態(tài)無關(guān)Transaction Stateless代理服

24、務(wù)器僅轉(zhuǎn)發(fā)所有消息和應(yīng)答，而不維護(hù)任何狀態(tài)對話狀態(tài)相關(guān)對話狀態(tài)相關(guān)Dialog Stateful為了保證途中經(jīng)過的代理服務(wù)器的消息被保留，在第一個SIP請求消息中，同時使用Via和Record Route兩個頭。事務(wù)狀態(tài)相關(guān)事務(wù)狀態(tài)相關(guān)Transaction Stateful代理服務(wù)器收到SIP請求時，保留狀態(tài)，直到收到一個最終應(yīng)答(即2XX， 3XX， 4XX， 5XX 或者 6XX 應(yīng)答) ，事務(wù)狀態(tài)相關(guān)，不關(guān)心會話結(jié)束請求（BYE）SIP Redirect ServerINVITE(302) “Moved Temporarily”200 OKACKACKINVITE (using URI

25、 in Contact header returned in 302 Response)Session Established有重定向服務(wù)器的呼叫流程有重定向服務(wù)器的呼叫流程180 TryingUA 1UA 2提綱提綱 協(xié)議架構(gòu)協(xié)議架構(gòu) 典型邏輯部件典型邏輯部件 請求和應(yīng)答消息請求和應(yīng)答消息 基本呼叫流程基本呼叫流程 業(yè)務(wù)流程業(yè)務(wù)流程 協(xié)議設(shè)計特點SIPSIP業(yè)務(wù)舉例業(yè)務(wù)舉例Call forwarding：基本INVITE行為(代理/重定向)Call transfer ：使用REFER方法Call hold ：設(shè)置媒體地址為 Caller id ：主叫號碼顯示DTMF ：由RTP

26、負(fù)載攜帶 (RFC 2833)Calling card付卡： B2BUA + 語音服務(wù)器Voice mail ： UA帶有特別的URL(s) REFER (Refer-to: UA-3)202 AcceptedSession EstablishedINVITE (address provided by UA-2)NOTIFY200 OK200 OKBYESession EstablishedUA1UA2UA3呼叫轉(zhuǎn)接呼叫轉(zhuǎn)接Call TransferCall TransferINVITE / 200 OK / ACKreINVITEhold200 OK/ACK200 OKBYE200 OK/A

27、CKINVITE180 Ringing100 Trying200 OKACKINVITEINVITE486 “Busy”180 Ringing200 OKSession Established遇忙呼叫轉(zhuǎn)移遇忙呼叫轉(zhuǎn)移Call Forward BusyCall Forward Busy代理服務(wù)器代理服務(wù)器UA1UA2UA3ACK并發(fā)呼叫并發(fā)呼叫Call ForkingCall ForkingInviteInviteInviteInviteTrying (100)Trying (100)Ringing (180)Ringing (180) from cellOK (200)CancelCancel

28、OK (200)ACKSession EstablishedOfficePhoneCellphoneMobileLaptopAliceBobsBobsBobs如果代理服務(wù)器設(shè)置為 “Transaction Stateful”，能正常產(chǎn)生Cancels如果代理服務(wù)器設(shè)置為“Dialog Stateful”， 能接受BYE請求代理服務(wù)器代理服務(wù)器IVRIVR和和VoiceXMLVoiceXML代理服務(wù)器代理服務(wù)器IVR服務(wù)器服務(wù)器SIPREFER200RTPSIP UAVoice XMLVoiceXMLScriptsText?Text?定位服務(wù)器定位服務(wù)器在線狀態(tài)在線狀態(tài)PRESENCEPRESE

29、NCEPresence服務(wù)器服務(wù)器Presentitybob注冊服務(wù)器注冊服務(wù)器REGISTERANOTIFYNOTIFYSUBSCRIBENOTIFY第三方呼叫控制第三方呼叫控制Invite (No SDP)Invite (w SDP of A)ACK (w SDP of B)200 OK (w SDP of B)200 OK (w SDP of A)ACKSession Established with SDP of BWeb InterfaceProxy代理服務(wù)器代理服務(wù)器AliceBobCarolDave 允許呼叫由獨立第三方發(fā)起 使用INVITE方法，在初始INVITE消息中不帶SD

30、P 預(yù)約會議語音郵件語音郵件AProxy ServerVoiceMail ServerINVITE SIP:BINVITE SIP:BB486 Busy HereACKINVITE SIP:B-dep-200 OK200 OKACKRTP提綱提綱 協(xié)議架構(gòu)協(xié)議架構(gòu) 典型邏輯部件典型邏輯部件 請求和應(yīng)答消息請求和應(yīng)答消息 基本呼叫流程基本呼叫流程 業(yè)務(wù)流程業(yè)務(wù)流程 協(xié)議設(shè)計特點協(xié)議設(shè)計特點SIP SIP 設(shè)計架構(gòu)設(shè)計架構(gòu)SIP 設(shè)計目標(biāo)：設(shè)計目標(biāo)： 與現(xiàn)有IETF協(xié)議集成 可擴(kuò)展性和簡單性 移動性 易用和 創(chuàng)建新特性與與IETFIETF協(xié)議集成協(xié)議集成其它的其它的IETF協(xié)議能用來建立協(xié)議能用來

31、建立SIP應(yīng)用，應(yīng)用，SIP能與現(xiàn)有能與現(xiàn)有IETF協(xié)議一起協(xié)議一起工作。例如：工作。例如：RSVP 預(yù)留網(wǎng)絡(luò)資源RTP 傳送實時數(shù)據(jù)，提供QOS建議RTSP 控制流媒體的遞送SAP會話廣告協(xié)議 通過多播方式，廣告多媒體會話SDP 會話描述協(xié)議 描述多媒體會話MIME 多用途郵件擴(kuò)展協(xié)議 描述內(nèi)容HTTP 服務(wù)Web頁面瀏覽COPS 公共開放式策略服務(wù)OSP 開放式結(jié)算協(xié)議可擴(kuò)展性可擴(kuò)展性SIP 架構(gòu)具有良好的可擴(kuò)展性架構(gòu)具有良好的可擴(kuò)展性代理、重定向、定位和注冊等功能，可駐留在不同的物理服務(wù)器分布式功能，在增加新處理時，不會影響其它部件簡單性簡單性SIP 被設(shè)計成：被設(shè)計成： 骨干 “快捷、

32、簡單” 邊界 “智能、便捷” HTTP文本化，易用，易調(diào)試移動性移動性支持用戶移動，用戶可以使用支持用戶移動，用戶可以使用PC，無線電話，無線電話，IP電話電話或者傳統(tǒng)電話或者傳統(tǒng)電話用戶必須注冊他們的當(dāng)前位置通過代理 或者 重定向請求到用戶當(dāng)前位置代理服務(wù)器將轉(zhuǎn)發(fā)呼叫到用戶當(dāng)前位置例如：在線狀態(tài)和并發(fā)呼叫等業(yè)務(wù)創(chuàng)建新特性創(chuàng)建新特性(1)(1) SIP 系統(tǒng)支持快速創(chuàng)建特性系統(tǒng)支持快速創(chuàng)建特性 例如： 呼叫處理語言 (CPL) 通用網(wǎng)關(guān)接口 (CGI)創(chuàng)建新特性創(chuàng)建新特性(2)(2)SIP 支持豐富的新特性支持豐富的新特性 基本呼叫特性 (呼叫等待、呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫阻塞等) 統(tǒng)一消息 并發(fā)呼叫 點擊通信 在線狀態(tài) 即時消息 Find me / Follow meH.323是由國際電聯(lián)提出，更多的是將原有電信級電話網(wǎng)絡(luò)中的電路線路轉(zhuǎn)是由國際電聯(lián)提出，更多的是將原有電信級電話網(wǎng)絡(luò)中的電路線路轉(zhuǎn)換為換為IP線路。而線路。